DE2546600A1

DE2546600A1 - Steuereinrichtung fuer eine hydraulikanlage

Info

Publication number: DE2546600A1
Application number: DE19752546600
Authority: DE
Inventors: James M Eley; Arthur B Joyce
Original assignee: Tyrone Hydraulics Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1974-10-18
Filing date: 1975-10-17
Publication date: 1976-07-29
Also published as: FR2288239A1; JPS6018839B2; US3935917A; JPS5217201A; FR2288239B1; GB1531478A; BE834643A; US3935917B1; CA1073739A; AU8577075A

Description

Steuereinrichtung für eine Hydraulikanlage

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Hydraulikanlage, welche einen Primärantrieb und eine stets von diesem angetriebene Pumpe aufweist, die einen Einlaß und einen Auslaß

zum Fördern von Arbeitsströmungsmxttel aus einem Sumpf zu einem hydraulischen Verbraucher aufweist, wobei der Primärantrieb über den gesamten Drehzahlbereich hinweg zugleich einen weiteren Verbraucher antreibt.

Typische Anwendungsfälle für die Erfindung sind hydraulisch betätigte Vorrichtungen von Maschinen zur Erdbewegung, hydraulische Anlagen von hydraulisch betätigten Ladeeinrichtungen auf Lastwagen, Verdichtungsvorrichtungen bei Müllabfuhrfahrzeugen und hydraulische Servoanlagen für Lenkhilfen, Bremsanlagen und dergleichen.

Bei derartigen hydraulischen Anlagen ist es üblich und vorteilhaft, daß die zum Antrieb der Servoeinrichtung verwendeten hydrau-

609831/0234

— 2 —

ί - 2 -

lischen Pumpen von derselben Maschine angetrieben werden, die auch zum Bewegen des Fahrzeuges dient. In vielen derartigen Anwendungsfällen steht für die Pumpe zum ünterdrucksetzen des Arbeitsströmungsmittels eine reichlich bemessene Antriebsleistung zur Verfügung, da die Betriebsanforderungen an die Pumpe üblicherweise nicht mit der beim Fahren des Fahrzeuges von einem Ort zum anderen von der Maschine verlangten Leistung übereinstimmen.

Bei üblichen Fahrtgeschwindigkeiten des Fahrzeuges wird jedoch von der Pumpe eine erhebliche, von der Maschine zu erbringende Leistung dazu verbraucht, das hydraulische Arbeitsströmungsmittel durch die Hydraulikanlage umzuwälzen, falls keine Vorkehrungen getroffen werden, um die Pumpe von der Maschine abzukuppeln. Hierdurch wird Leistung und damit auch Brennstoff vergeudet, und darüber hinaus erzeugt die hydraulische Anlage erheblichen Lärm, da bei solchen Anlagen der Lärmpegel direkt mit der Pumpendrehzahl zunimmt.

Durch die Erfindung soll daher eine Lösung für das Problem der , Lärmentwicklung und des Leistungsverlustes bei Hydraulikanlagen der oben beschriebenen Art angegeben werden.

Es ist schon bekannt, zur Lösung des Geräuschproblemes eine große Pumpe zu verwenden, die eine so große Förderkapazität aufweist, j daß beim Betrieb der Pumpe bei oder in der Nähe der Leerlaufdreh- ;

zahl der Maschine des Fahrzeuges der hydraulische Verbraucher ; richtig versorgt wird, und eine Kupplung vorzusehen, über die die Bedienungsperson die Pumpe abkuppeln kann, wenn das Fahrzeug fährt

609831/0234 _₃_

!Bei einer bekannten Hydraulikanlage, in der eine Pumpe mit großer Förderkapazität Verwendung findet, dient eine Fliehkraftkupplung zum Auskuppeln der Pumpe bei hohen Drehzahlen, bei denen die Geräuschentwicklung unangenehm wird. Es ist ferner bekannt, eine Mehrzahl von Pumpen zu verwenden und einen Teil des von den Pumpen geförderten Strömungsmittels wieder zum Strömungsmittelsumpf zurückzuleiten, wenn vorgegebene obere Grenzen für den Durchsatz oder den Förderdruck erreicht werden; auch hierdurch wird der Lärm vermindert .

Durch die Erfindung wird dagegen eine Steuereinrichtung für eine Hydraulikanlage der eingangs beschriebenen Art geschaffen, die gekennzeichnet ist durch ein erstes Ventil, das im Einlaß der ', Pumpe angeordnet ist und den Strom von Arbeitsströmungsmittel zur Pumpe unterbrechen kann; durch ein zweites Ventil, das im Auslaß

der Pumpe angeordnet ist und ein Rückströmen von Arbeitsströmungsmittel zur Pumpe hin verhindert; und durch Steuermittel, durch welche das erste Ventil wahlweise betätigbar ist.

Die Erfindung erlaubt so die Verwendung von Pumpen großer, fest vorgegebener Verdrängung zum Antrieb eines hydraulischen Verbrauchers (Servoeinrichtung) eines Fahrzeuges. Die Pumpe wird von dem Primärantrieb des Fahrzeuges angetrieben und kann ihre Aufgabe im unteren Teil des Drehzahlbereiches der Maschine erfüllen. Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, welche das in dem Einlaß der Pumpe angeordnete erste Ventil aufweist, welches die Zufuhr von Arbeitsströmungsmittel unterbricht, läuft die Pumpe, wenn sie nicht benötigt wird, einfach als Getriebe.

609831 /0234

j Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug mit hoher j

Geschwindigkeit von einem Arbeitsplatz zu einem anderen gefahren ^!

wird. Dann wird zum Antrieb der Pumpe nur sehr wenig Leistung be- ^; nötigt, da kein Strömungsmittel gefördert wird. Eine Kupplung zum Abkuppeln der Pumpe vom Primärantrieb ist nicht erforderlich. Vorzugsweise sind bei der Auslaßseite der Pumpe Mittel vorgesehen, welche ein Rückströmen von Strömungsmittel zur Pumpe verhindern, wenn in der Hydraulikanlage stromab der Pumpe ein hoher Druck herrscht. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung für eine Hydraulikanlage mit einer von einer Maschine angetriebenen Pumpe weist einen einfachen Aufbau auf und arbeitet mit größerem Wirkungsgrad. Wird die Hydraulikanlage nicht betrieben, so wird der Brennstoffverbrauch des Primärantriebes vermindert. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist der, daß die Hydraulikanlage insgesamt leiser arbeitet als dies dann möglich ist, wenn die Pumpe beständig arbeitet. Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung läßt sich auch eine hydraulische Anlage aufbauen, bei der die das Strömungsmittel fördernde Pumpe abgetrennt ist, wenn die Anlage nicht betrieben wird.

Durch die Erfindung wird somit eine Steuereinrichtung für von der Maschine eines Fahrzeuges oder dergleichen angetriebene Strömungsmittelpumpen geschaffen, die zur Betätigung einer Servovorrich- ί tung, z.B. eines auf einem Fahrzeug angebrachten Arbeitsgerätes, : einer Lenkhilfe oder dergleichen dienen. Durch die Steuereinrich- |

tung wird das Strömen von Arbeitsströmungsmittel zur Pumpe für j

ι die Dauer der Zeit unterbrochen, in der eine Abgabe von Strömungs—

mittel durch die Pumpe nicht benötigt wird. Ist der Pumpeneinlaß

609831/023 4

— 5 —

j verschlossen, so wird das auf der Ansaugseite befindliche Arbeits-;

i ■

!strömungsmittel sofort ausgepumpt und über den Pumpenauslaß ab- ' :gegeben; nur eine kleine Restmenge Hydrauliköl bleibt auf der Oberfläche der bewegten Pumpenteile zurück, um diese zu schmieren. Ein Rückschlagventil ist vorgesehen, das ein Rückströmen von Strömungsmittel zur Pumpe verhindert, welches durch einen stromab derselben in der hydraulischen Anlaqe herrschenden Druck hervorq-erufen werden könnte. Das im Einlaß der Pumpe angeordnete erste Ventil ist durch Steuermittel betätigbar, welche den stromab der Pumpe herrschenden Druck verwenden. Wird die auf feste Verdrängung ausgelegte Pumpe nicht zum Betrieb des hydraulischen Verbrauchers benötigt, so läuft damit die Pumpe in Abwesenheit von Strömungsmittel und verbraucht somit wenig Leistung und arbeitet sehr leise, wie oben schon ausgeführt worden ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1 eine hydraulische Anlage mit einer Zahnradpumpe und einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

ι Figur 2 eine Ansicht der in Figur 1 dargestellten hydraulischen ! Anlage, wobei die Teile in der Stellung dargestellt i

sind, in der von der Pumpe Strömungsmittel gefördert wirc^;

Figur 3 eine weitere Ansicht der in Figur 1 dargestellten hydrau-ilischen Anlage, wobei jedoch die Teile der Steuerein- j

609831 /0234

richtung in der Stellung dargestellt sind, in der eine WiederInbetriebnahme der Pumpe erfolgt; und

Figur 4 eine schematische Ansicht einer hydraulischen Lenk-

an
hilfenlage für ein Fahrzeug mit der erfindungsge-

mäßen Steuereinrichtung.

In Figur 1 ist eine Zahnradpumpe 10 mit fester Verdrängung dargestellt. Diese weist ein Gehäuse 11, einen Einlaßraum 12 und einen Auslaßraum 13 auf. Strömungsmittel wird vom Einlaßraum her angesaugt und durch Zahnräder 14 und 15 unter Druck gesetzt, die auf Wellen 16 und 17 angeordnet sind. Die Wellen sind drehbar im Pumpenraum angeordnet, der durch die Wände des Gehäuses 11 begrenzt ist. Durch die Zähne der Zahnräder 14 und 15 wird das hydraulische Strömungsmittel vom Einlaßraum durch das Gehäuse 11 hindurch zum Auslaßraum 13 gepumpt. Die Zahnradpumpe wird durch einen Primärantrieb 18 angetrieben, der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Maschine eines Fahrzeuges ist. Eine schematisch durch eine unterbrochene Linie dargestellte Antriebswelle 19 verbindet den Primärantrieb 18 mit der Welle 16.

Eine Einlaßleitung 20 führt von einem Sumpf 21 zur Zahnradpumpe 10, und über sie wird das Arbeitsströmungsmittel für die hydraulische Anlage angeliefert. In der Einlaßleitung ist bei der zum Einlaßraum 12 führenden öffnung ein Kegelventil 22 angeordnet, das weiter unten im einzelnen beschrieben ist.

609831/0234

Im Pumpenauslaß ist ein Rückschlagventil 22a angeordnet, das durch; "eine Feder 23 in die Schließstellung vorgespannt ist und sicherstellt, daß ein Rückströmen von Strömungsmittel zurück zur Pumpe verhindert wird, wenn stromab derselben ein hoher Druck herrscht. Der beim Betrieb der Zahnradpumpe 10 erzeugte Pumpendruck bewirkt ein Zusammendrücken der Feder 23, und damit wird das Rückschlagventil 22a geöffnet und das Strömungsmittel kann in eine Auslaßleitung 24 strömen.

Stromab des Ruckschlagventiles 22a ist in der Auslaßleitung 24 ein Stromregelventil 25 angeordnet. Dieses weist ein Gehäuse 26 mit einer Hauptbohrung 27 auf, durch welche das Strömungsmittel zur Auslaßleitung 24 strömen kann. Von der Hauptbohrung 27 zweigt eine sekundäre Bohrung 28 ab, über die über eine schematisch dargestellte Leitung 29 eine Verbindung zum Sumpf 21 hergestellt werden kann.

Das Stromregelventil weist ferner einen Schieber 30 auf, in dem ein mit einer öffnung versehener Stopfen 31 befestigt ist. Der Schieber ist im Gehäuse 26 zwischen einer ersten Stellung, die in der Zeichnung dargestellt ist, und einer zweiten Stellung verlagerbar, in welcher er an einem Haltering 32 anschlägt. Der

33
letztere ist durch einen Sprengring positioniert.

Durch eine Feder 34 ist der Schieber 30 in die erste Stellung vorgespannt. In dieser ist die sekundäre Bohrung 28 verschlossen und von der Zahnradpumpe 10 her anstehendes Strömungsmittel wird ; durch die Hauptbohrung 27 geleitet. Nimmt der Strömungsmitteldurch4

609831 /0234

satz durch die in dem Stopfen 31 vorgesehene öffnung zu, so wird ein Regelpunkt erreicht, bei dem der Druckabfall an der öffnung ^! eine Verlagerung des Schiebers in die zweite Stellung bewirkt. So-{ wie die sekundäre Bohrung 28 freigegeben wird, wird eine bestimmte j vorgegebene Strömungsmittelmenge überschreitendes, überschüssiges Strömungsmittel über die sekundäre Bohrung 28 und die Leitung 29 zum Sumpf geleitet.

Die Auslaßleitung 24 der Zahnradpumpe 10 führt zu einem Arbeitsgerät oder einer anderen hydraulisch betätigten Servovorrichtung, die in der Zeichnung schematisch als Stromungsmittelmotor 36 mit _: einem Kolben und einem Zylinder dargestellt ist. Die Zufuhr von Strömungsmittel zum Stromungsmittelmotor 3 6 erfolgt über ein Ventil 37, das schematisch als Dreistellungsventil bekannter Bauart dargestellt ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten mittleren Ventilstellung sind alle öffnungen desselben miteinander verbunden und Strömungsmittel wird zum Sumpf 21 geleitet. In einer der Endstellungen des Ventiles 37 sorgen Ventilwege 37a und 37b für die Bewegung des Strömungsmittelmotors in einer Richtung, während in der anderen Endstellung Ventilwege 37c und 37d für eine Bewegung des Strömungsmittelmotors in entgegengesetzter Richtung sorgen.

In beiden Endstellungen des Ventiles 37 wird durch von der Zahn- ! radpumpe 10 gefördertes Strömungsmittel der Kolben des Strömungs- , mittelmotors 36 in vorgegebener Richtung bewegt und das auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens befindliche Strömungsmittel wird durch das Ventil 37 hindurch in den Sumpf 21 gedrückt.

6098 31/0234

— Q — !

:Erfindungsgemäß sind Vorkehrungen getroffen, um das beim Einlaß ^;der Zahnradpumpe 10 vorgesehene Kegelventil 22 betätigen zu kön- ; nen, wobei hierzu das von der Zahnradpumpe 10 bereitgestellte unter Druck stehende Strömungsmittel verwendet wird. Bei der Ausführung nach den Figuren 1 bis 3 erfolgt dies unter Verwendung einer Leitung 40, die von der Auslaßleitung 24 zu einem schematisch dargestellten Vorsteuerventil 41 führt.

Das Vorsteuerventil 41 weist zwei miteinander verbundene Schieber 42 und 43 auf, die durch eine Betätigungseinrichtung innerhalb eines Gehäuses 44 verschiebbar sind. Als Betätigungseinrichtung ist ein Elektromagnet 45 vorgesehen, der z.B. durch Betätigung eines Schalters 46 nach Wunsch erregt werden kann. Der Schalter 46 ist an geeigneter Stelle im Fahrzeug angebracht. Durch eine Feder 47 sind die Schieber 42 und 43 in die in Figur 3 dargestellte Stellung vorgespannt.

In der Leitung 40 ist ein Rückschlagventil 48 vorgesehen. Dieses hat bekannten Aufbau und weist einen Ventilkörper 49 auf, der durch eine Feder 50 vorgespannt ist, so daß Strömungsmittel über die Leitung 40 zum Vorsteuerventil 41 strömen kann, ein Zurückströmen von Strömungsmittel durch die Leitung 40 jedoch unter- ^; bunden wird. Stehen die Schieber 42,43 in der in Figur 1 gezeig- ' ten Stellung, so kann Strömungsmittel ins Innere des Gehäuses ■

j 44 strömen. In dieser Stellung kann das Strömungsmittel dann wei- j

ter durch das Vorsteuerventil 41 hindurch und über eine Leitung !

51 zu einer Kammer 52 strömen, die in der Nähe des Einlasses der j

Zahnradpumpe 10 vorgesehen ist. In der Kammer 52 ist ein Kolben |

609831 /0234

-10-

j - 10 -

53 verschiebbar angeordnet und ist durch eine Feder 54 in eine ! angehobene Stellung vorgespannt. Die Abwärtsbewegung des Kolbens i 52 ist durch eine Abstandshülse 55 begrenzt, wie in Figur 1 darge- ' stellt ist.

Wie schon ausgeführt worden ist, ist das beim Einlaß der Zahnradpumpe 10 vorgesehene erste Ventil als Kegelventil 22 ausgebildet. Dessen Ventilkörper ist verschiebbar auf einem verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt eines Schaftes 56 angeordnet, der, vom Kolben 53 nach unten läuft. Durch eine Feder 57 ist der Ventilkörper des Kegelventils 22 in eine angehobene Stellung vorgespannt, welche in Figur 2 dargestellt ist.

Eine vom Gehäuse 44 des Vorsteuerventxles 41 her kommende Leitung 58 ist mit der Einlaßleitung 20 verbunden und verbindet über Durchbrüche 59 die Unterseite des Kolbens 53 mit dem Vorsteuerventil. Befindet sich das Vorsteuerventil in der in Figur 1 dargestellten Stellung, in der die Zahnradpumpe 10 kein Strömungsmittel fördert, so ist die Leitung 58 verschlossen. Werden die Schieber des Vorsteuerventiles durch die Feder 47 bewegt, so wird eine Verbindung zwischen der Leitung 51 und der Leitung 58 hergestellt. ;

Nachstehend wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Steuereinrichtung beschrieben. Zunächst sei angenommen, daß die Zahnradpumpe arbeitet und Strömungsmittel durch die Einlaßleitung 20 angesaugt wird, über die Auslaßleitung 24 abgegeben wird und über das Ventil 37 zum Strömungsmittelmotor 3 6 geleitet wird und dessen Kolben in eine seiner Endlagen bewegt. Wird nun der Elektro-

609831/0234

-11-

jmagnet 45 durch Schließen des Schalters 46 erregt, so werden die

,durch ihn betätigten Schieber 42 und 43 des Vorsteuerventiles 41 in die in den Figuren 1 und 2 dargestellte angehobene Stellung bewegt. Dann strömt Strömungsmittel über die Leitung 40 und das Rückschlagventil 48 durch das Vorsteuerventil 41 in die Leitung 51 und die Kammer 52. Das Rückschlagventil 48 verhindert ein Rückströmen des durchgeflossenen Strömungsmittels durch die Leitung 40. Durch den in der Kammer 52 herrschenden Druck wird der Kolben 53 und der Schaft 56 so bewegt,daß der Ventilkörper des Kegelventiles 22 auf den Einlaß der Pumpe zubewegt wird. Erreicht der Ventilkörper des Kegelventiles 22 den Einlaß der Pumpe, so wird im Gehäuse 10 ein Vakuum erzeugt, und hierdurch wird der Ventilkörper fest auf den ihm zugeordneten Ventilsitz aufgesetzt und der Strömungsmittelfluß zur Pumpe vollständig angehalten. In Figur 1 sind die Teile der Hydraulikanlage und der Steuereinrichtung in der dann eingenommenen Stellung dargestellt. Durch das im Einlaßraum 12 herrschende Vakuum wird der Ventilkörper des Kegelventiles 22 weiterhin in der in Figur 1 dargestellten Lage gehalten, und hierdurch wird das Eintreten weiteren Strömungsmittels in die Pumpe verhindert. Das zum Zeitpunkt des Schließens des Kegelventiles in den Pumpenraum der Zahnradpumpe befindliche Strömungsmittel wird über das Rückschlagventil 22a abgegeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Feder 54 den Kolben 53 aus der in Figur 1 dargestellten Stellung in die in Figur 2 dargestellte Stellung zu drücken sucht. Eine solche Bewegung ist jedoch nicht möglich, wenn sich die Schieber 42 und 43 des Vorsteuerventiles 41 in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Stellung befinden, da

609831/0234 - 12 -

■ - 12 -

das Rückschlagventil 48 ein Rückströmen des in der Leitung 51 befindlichen Strömungsmittels durch die Leitung 4 0 verhindert. Die

Zahnräder 14 und 15 der Pumpe laufen wei-terhin leer um und werden ! durch das Strömungsmittel geschmiert, das auf den Wänden des Ge- ^! häuses 11 verbleibt. Da die Zahnräder jedoch überhaupt kein Strömungsmittel pumpen, wird nur eine Antriebsleistung benötigt, die zur Überwindung der Reibungskräfte ausreicht. Damit wird bei Drehzahlen des Primärantriebes, wie sie beim Bewegen des Fahrzeuges von einem Ort zum anderen auftreten, nur sehr wenig Leistung zum Antrieb der Pumpe benötigt und es wird nur sehr wenig Wärme erzeugt.

In Figur 3 ist das Vorsteuerventil 41 in der Stellung dargestellt,; in der eine WiederInbetriebnahme der Pumpe erfolgt. Die Schieber 42 und 43 sind in eine Stellung verlagert, in der die Leitungen 51 und 58 in Verbindung stehen. Da die Einlaßleitung 20 unter geringem Druck steht, fällt der Druck in der Kammer 52 ab, und die Feder 54 drückt den Kolben 53 nach oben. Dabei wird das in der Kammer 52 befindliche Strömungsmittel über die Leitungen 51 und 58 zur Ansaugseite der Pumpe hin verdrängt. Kehrt der Kolben 53 in die in Figur 2 gezeigte Stellung zurück, so wird der Ventilkörper des Kegelventiles 22 vom Einlaß der Pumpe wegbewegt

und das im Einlaßraum 12 herrschende Vakuum bricht zusammen. j

Sowie das Vakuum im Einlaßraum 12 abnimmt, drückt die Feder 57 |

den Ventilkörper den Kegelventiles 22 nach oben gegen eine den verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt des Schaftes

56a i

56 begrenzende Schulter. Damit kann Strömungsmittel wieder unge- ^; hindert zum Pumpeneinlaß strömen.

609831/0234

-13-

^In Figur 4 ist eine hydraulische Servolenkung dargestellt, wie j i j

sie in der US-PS 3 631 937 beschrieben ist, wobei zusätzlich eine ^:

erfindungsgemäße Steuereinrichtung vorgesehen ist. Bei der in Figur 4 dargestellten Servolenkung ist die Pumpe 10 eine Hilfspumpe, vorzugsweise eine Zahnradpumpe, die mit einem Teil der Kraftübertragung des Fahrzeuges verbunden ist, z.B. mit den Hinterrädern verbunden ist, so daß die Pumpe 10 stets angetrieben wird, wenn sich das Fahrzeug bewegt.

Ein Umkehrventil 65 steuert die Zufuhr von Strömungsmittel zur Pumpe 10 und die Abfuhr von Strömungsmittel von der Pumpe 10. Nähere Einzelheiten des Umkehrventiles 65 sind ebenfalls in der US-PS 3 631 937 beschrieben. Das Umkehrventil 65 hat eine erste öffnung 65a (Einlaß), über die ihm strömungsmittel von einem Sumpf 66 über eine Leitung 67,das Kegelventil 22 und eine Leitung 68 zugeführt wird. Eine zweite öffnung 65b des Umkehrventils 65 ist über eine Leitung 69 mit einer öffnung der Pumpe 10 verbunden. Eine dritte öffnung 65c des Umkehrventils steht über eine Leitung

70 mit der anderen öffnung der Pumpe 10 in Verbindung; und schließ· lieh weist das Umkehrventil eine vierte öffnung 65d (Auslaß) auf. ; Die öffnung 65d steht über eine Leitung 72 mit einem Lenkventil ^!

71 in Verbindung. Ein Rückschlagventil 73 verhindert ein Rückströmen von Strömungsmittel durch die Leitung 72 zum Umkehrven- j til 65. Das Umkehrventil 65 arbeitet derart, daß es das der öffnung 65a zugeführte Strömungsmittel nach Maßgabe der Drehrichtung der Pumpe 10 an die öffnung 65b oder die öffnung 65c weitergibt. Wird die Pumpe 10 so angetrieben, daß die Leitung 69 die Ansaugleitung der Pumpe ist, so strömt Strömungsmittel aus der Leitung

609831/02 3 4

-14-

68 durch die öffnung 65a in das Umkehrventil hinein, tritt über die; öffnung 65b aus dem Umkehrventil aus und gelangt so in die Leitung ^: 69. Das von der Pumpe 10 abgegebene Strömungsmittel strömt durch : die Leitung 70, tritt durch die öffnung 65c in das Umkehrventil 65 ein, verläßt dieses über die öffnung 65d und gelangt so in die Leitung 72. Wird die Pumpe in entgegengesetztem Drehsinne angetrieben, so tritt das Strömungsmittel aus der öffnung 65c des Umkehrventiles aus, strömt zur Pumpe, gelangt von der Pumpe über die öffnung 65b wieder in das Umkehrventil zurück und gelangt über die mit der öffnung 65d verbundene öffnung 65d in die Leitung 72.

Eine von dem Motor 75 des Fahrzeuges angetriebene Pumpe 74 stellt das zum Antrieb der hydraulischen Lenkanlage benötigte unter Druck stehende Strömungsmittel bereit, wenn die Maschine des Fahrzeuges läuft. Die Pumpe 74 ist in einem Hydraulikkreis angeordnet, der einen Sumpf 66, eine Einlaßleitung 76 für die Pumpe und eine Auslaßleitung 77 aufweist, über die normalerweise über das Lenkventil 71 unter Druck stehendes Strömungsmittel zur Lenkanlage gefördert wird. Ein in der Auslaßleitung 77 angeordnetes Rückschlagventil verhindert ein Rückströmen von Strömungsmittel zum Einlaß der Pumpe 74. Vom Auslaß der Pumpe 74 führt eine Leitung 79 zur Kammer 52. über diese wird der zum Bewegen des Ventilkörpers des \ Kegelventiles 22 vorgesehene Kolben 53 mit Druck beaufschlagt.

Wie bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Hydraulikanlage '

ist der Kolben 53 durch die Feder 54 in die angehobene Stellung vorgespannt. Der Ventilkörper des Kegelventiles 22 ist wiederum auf dem verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt des

609831 /0234

-15-

Schaftes 56 angeordnet, der vom Kolben 53 nach unten verläuft. Die Feder 57 drückt den Ventilkörper des Kegelventiles 52 in die ange-' liobene Stellung, in der er an der Schulter 56a des Schaftes 56 anliegt.

Bei normalen Betriebsbedingungen, d.h. wenn die Maschine 75 des Fahrzeuges läuft, liefert die Pumpe 74 unter Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel über das Lenkventil 71 der Lenkanlage an nicht dargestellte hydraulische Lenkstellmotoren. Solange die Pumpe 74 arbeitet, wird Strömungsmittel über die Leitung 79 auch zur Oberseite des Kolbens 53 geliefert. Durch das unter Druck stehende Arbeitsströmungsmittel wird der Kolben 53 nach unten in eine Stellung bewegt,in der das Kegelventil 22 geschlossen ist und ein Strömen von Strömungsmittel von der Leitung 67 zur Leitung 68 unterbunden ist. Da die Pumpe 10 immer dann arbeitet, wenn sich das Fahrzeug bewegt, herrscht in der Leitung 68 ein . Unterdruck, durch welchen der Ventilkörper des Kegelventiles 22 fest auf den ihm zugeordneten Ventilsitz aufgesetzt wird.

Fällt die Maschine des Fahrzeuges aus, während sich das Fahrzeug bewegt, so fällt der in der Leitung 79 herrschende Druck ab, sowie die Pumpe 74 nicht mehr arbeitet. Hierdurch wird der Kolben 53 infolge der Vorspannung durch die Feder 54 angehoben, und die

j Leitung 67 wird mit der Leitung 68 verbunden. Damit kann Strömungsjmittel zum Einlaß der Pumpe 10 strömen und wird durch die den Aus-i laß des Umkehrventiles 65 darstellende öffnung 65d und über die !

Leitung 72 zum Lenkventil 71 der hydraulischen Lenkanlage gepumpt .

609831 /0234

— 1 6 —

Bei der in Figur 4 dargestellten hydraulischen Lenkanlage ist

sichergestellt, daß die Servolenkanlage stets mit unter Druck j

ι stehendem Arbeitsströmungsmittel versorgt wird, wenn das Fahr- ,

! zeug in Bewegung ist. Ein wichtiger Vorteil der Erfindung ist : der, daß die Pumpe 10 nicht in spürbarem Ausmaße eigentlich zur · Fortbewegung des Fahrzeuges zur Verfügung gestellte Leistung ver- ; braucht, da die Zufuhr von Strömungsmittel zur Pumpe 10 stets
unterbrochen ist, wenn die Pumpe 74 Strömungsmittel pumpt. Kommt
die Maschine des Fahrzeuges ganz zum Stillstand und befindet sich
das Fahrzeug während des Ausfalles des Antriebes' weiterhin in Be- \ wegung, z.B. dann, wenn es bergab rollt, so wird die Pumpe 10 über! die Kraftübertragung des Fahrzeuges angetrieben und stellt sicher,, daß der Fahrer das Fahrzeug weiterhin steuern kann, bis es ange- ; halten werden kann. !

Durch die Erfindung wird somit insgesamt eine einfache und gut
arbeitende Einrichtung zum Abhängen einer Pumpe von einem hydraulischen Kreis geschaffen. Eine mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zusammenarbeitende Pumpe erfordert keine mechanische , Kupplung und kann ausfallsicher mit dem hydraulischen Arbeits- ι kreis verbunden werden. Da die Pumpe keine Arbeit leisten muß,
wenn ihr Betrieb nicht benötigt ist, ist der Leistungsverlust '■ einzig der Nennwert deir Reibungsverluste in der Pumpe.

609831/0234

-17-

Claims

Patentansprüche

1./ Steuereinrichtung für eine Hydraulikanlage, welche einen Primärantrieb und eine stets von diesem angetriebene Pumpe aufweist, die einen Einlaß und einen Auslaß zum Fördern von Arbeitsströmungsmxttel aus einem Sumpf zu einem hydraulischen Verbraucher aufweist, wobei der Primärantrieb über den gesamten Drehzahlbereich hinweg zugleich einen weiteren Verbraucher antreibt, gekennzeichnet durch ein erstes Ventil (22), das im Einlaß (12,20) der Pumpe (10) angeordnet ist und den Strom von Arbeitsströmungsmittel zur Pumpe unterbrechen kann; durch ein zweites Ventil (22a), das im Auslaß (13) der Pumpe angeordnet ist und ein Rückströmen von Arbeitsströmungsmxttel zur Pumpe hin verhindert; und durch Steuermittel (40 bis 59), durch welche das erste Ventil (22) wahlweise betätigbar ist.

609831 /0234

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (10) eine Zahnradpumpe ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel aufweisen: Ein wahlweise be- , tätigbares (46) Vor Steuerventil (41), dessen Einlaßöffnung ', mit der Auslaßleitung (24) der Pumpe in Verbindung steht; eine Betätigungseinrichtung (52 - 59) für das erste Ventil (22); und zwischen dem Vorsteuerventil (41) und der Betätigungseinrichtung (52-59) vorgesehene Leitungen (51,58) für Arbeitsströmungsmittel, wobei das erste Ventil Q.2) in der einen Arbeitsstellung des Vorsteuerventiles (41) geöffnet wird und in der zweiten Arbeitsstellung des Vorsteuerventiles (41) geschlossen wird.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine von der Bedienungsperson bedienbare Betätigungseinrichtung (45) für das Vorsteuerventil (41).

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine Vorspanneinrichtung (54,57), durch welche das erste Ventil (22) in die Offenstellung vorgespannt ist. _;

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (22) aufweist: Einen Ventilkörper, der zwischen einer den Einlaß freigebenden und einer den Einlaß verschließenden Stellung verlagerbar ist, Mittel (57) zum Vorspannen des Ventilkörpers in die

609831/0234

-19-

den Einlaß freigebende Stellung und einen Schaft (56), von dem der Ventilkörper auf den Einlaß zu und von diesem wegbewegbar getragen ist; und daß die Betätigungseinrichtung aufweist: Einen hydraulisch betätigbaren Kolben (53) zum Verlagern des den Ventilkörper tragenden Schaftes (56), eine erste zum Vorsteuerventil (41) führende Leitung (51), über die der Kolben (53) so mit Arbeitsströmungsmittel beaufschlagbar ist, daß der Schaft (56) in Richtung des Schließens des Einlasses der Pumpe bewegt wird, und eine zweite zum Vorsteuerventil (41) führende Leitung (58), über die die andere Seite des Kolbens (53) mit unter Druck stehendem Arbeitsströmungsmittel beaufschlagbar ist, wenn das Vorsteuerventil (41) in der zweiten Arbeitsstellung steht, wodurch der Schaft (56) in Richtung des öffnens des Einlasses der Pumpe bewegt wird.

7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auslaß der Pumpe (10) ein Stromregelventil (25) vorgesehen ist, durch welches eine vorge- i

gebene Menge überschreitendes, überschüssiges Arbeits- : strömungsmittel zum Sumpf (21) geleitet wird, wenn der Zustrom von Arbeitsströmungsmittel zur Pumpe nicht durch das erste Ventil (22) unterbrochen ist.

8. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Hydraulikanlage auf einem Fahrzeug angebracht ist, das durch den Primärantrieb fortbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (40-59) so betätigt werden, daß

609831 /0234

-20-

das erste Ventil (22) geöffnet wird, wenn der Primärantrieb, nicht zur Bewegung des Fahrzeuges verwendet wird, und geschlossen wird, wenn der Primärantrieb zum Bewegen des Fahrzeuges verwendet wird.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Hydraulikanlage eine zweite Pumpe zum Fördern von Arbeitsströmungsmittel zum hydraulischen Verbraucher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (52 - 59) des ersten Ventiles (22) mit dem von der zweiten Pumpe (74) geförderten, unter Druck stehenden Arbeitsströmungsmittel beaufschlagt ist, so daß das erste Ventil (22) geöffnet wird, wenn die zweite Pumpe (74) kein unter Druck stehendes Arbeitsströmungsmittel bereitstellt.

10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pumpe (10) von einem Teil der Kraftübertragung des Fahrzeuges angetrieben wird, während die zweite Pumpe (74) von der den Primärantrieb darstellenden Maschine (7 5) des Fahrzeuges angetrieben wird.

609831/0234

ee